[發(fā)明專利]以植物脂質(zhì)為基礎(chǔ)的仿生被動(dòng)采樣膜、采樣裝置及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110144335.0
• 申請(qǐng)日: 2021-02-02
• 公開（公告）號(hào): CN112934187B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 溫蓓;楊恩泰;羅磊;張淑貞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心
• 主分類號(hào): B01J20/24
• 分類號(hào): B01J20/24;B01J20/28;B09C1/00;G01N1/10
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 任巖

一種以植物脂質(zhì)為基礎(chǔ)的仿生被動(dòng)采樣膜、采樣裝置及應(yīng)用，該以植物脂質(zhì)為基礎(chǔ)的仿生被動(dòng)采樣膜的制備方法，包括將植物脂質(zhì)以及成膜劑溶解于溶劑中得到混合溶液；其中，植物脂質(zhì)包括棕櫚油酸、亞油酸和油酸；向混合溶液中加入醋酸纖維溶液，得到所述仿生被動(dòng)采樣膜。本發(fā)明采用一定比例的植物脂肪櫚油酸、油酸、亞油酸替代動(dòng)物脂肪做成仿植物吸收的采樣膜(POLCAM膜)，與現(xiàn)有的含有動(dòng)物脂肪的TECAM膜相比，從組成和結(jié)構(gòu)上與植物根更加接近，能夠很好地模擬植物對(duì)土壤中親脂性有機(jī)污染物的吸收。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及采樣膜領(lǐng)域，具體涉及一種以植物脂質(zhì)為基礎(chǔ)的仿生被動(dòng)采樣膜、采樣裝置及應(yīng)用。

背景技術(shù)

有機(jī)污染物在土壤中廣泛存在。它們可從土壤中釋放進(jìn)入孔隙水并隨著降水、水土流失等進(jìn)入地下水或江河湖泊，還可被土壤中的動(dòng)物、植物、微生物等吸收、富集并通過(guò)食物鏈傳輸、放大，給人體健康帶來(lái)危害。

土壤中污染物的生物有效性不但決定其生物毒理效應(yīng)，而且是污染物環(huán)境健康和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的重要依據(jù)。建立準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)方法是研究持久性有機(jī)污染物生物有效性的關(guān)鍵。由于土壤對(duì)有機(jī)污染物的吸附作用，基于污染物總量的評(píng)價(jià)方法往往導(dǎo)致過(guò)高估計(jì)污染物的生物有效性。基于化學(xué)提取法的土壤中有機(jī)污染物不同試劑的提取態(tài)分析，例如溫和的化學(xué)提取法，包括環(huán)糊精等表面活性劑的提取、低分子量有機(jī)酸的提取、甲醇或正丁醇的提取等，雖然在一定程度上與污染物的生物吸收具有一致性，但不同的提取方法，如固液比、溫度、提取條件等的不同，導(dǎo)致不同研究者結(jié)果的差異。土壤有機(jī)質(zhì)的組成、含量是控制機(jī)污染物生物有效性的主要因素，化學(xué)提取法很難表征不同有機(jī)質(zhì)導(dǎo)致的生物有效性的差異。

以脂質(zhì)作為富集溶劑的半滲透膜采樣技術(shù)(SPMDs)作為新興的被動(dòng)式生物模擬采樣技術(shù)已成為目前環(huán)境領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。研究表明，脂質(zhì)對(duì)多種親脂性有機(jī)污染物具有很強(qiáng)的吸附能力，以脂質(zhì)為基礎(chǔ)的被動(dòng)采樣膜、被動(dòng)采樣袋等已經(jīng)用于水體中多種親脂性有機(jī)污染物的采集。例如，Xu等以及Gao等人將三油酸甘油酯均勻嵌于醋酸纖維素膜中，制成復(fù)合膜(TECAM膜)，并研發(fā)相應(yīng)的水體中有機(jī)污染物的采樣裝置。他們發(fā)現(xiàn)這種TECAM膜可以快速吸附水體中的多環(huán)芳烴、溴代阻燃劑等多種親脂性有機(jī)污染物。同時(shí)，研究表明，親脂性有機(jī)污染物的生物吸收主要是一個(gè)被動(dòng)擴(kuò)散的親脂過(guò)程，污染物在在生物體內(nèi)主要與脂質(zhì)結(jié)合，據(jù)此以脂質(zhì)為基礎(chǔ)的SPMDs被應(yīng)用于模擬水生動(dòng)物對(duì)疏水性化合物的吸收和累積。例如：Ke等人應(yīng)用TECAM膜，模擬了魚體對(duì)有機(jī)污染物的吸收。Tao等人嘗試了在實(shí)驗(yàn)室條件下，應(yīng)用TECAM膜模擬污染土壤中多環(huán)芳烴的蚯蚓吸收。他們發(fā)現(xiàn)了包埋在污染土壤中的TECAM膜對(duì)土壤中的有機(jī)污染物的吸附同蚯蚓的吸收有良好的相關(guān)性。

三油酸甘油酯由三分子脂肪酸與一分子甘油結(jié)合而成，是最常見(jiàn)的動(dòng)物脂肪的一種。與動(dòng)物相比，植物具有豐富的不飽和脂肪酸脫氫酶系，能合成多不飽和脂肪酸，例如油酸、亞油酸等，以16-18個(gè)碳的多不飽和脂肪酸為主。與動(dòng)物脂肪相比，植物脂肪的不飽和度更高。植物脂肪中富含的碳碳雙鍵(C＝C)能夠與一些親脂性有機(jī)污染物中的苯環(huán)的以π-π共軛相互作用，因而親脂性有機(jī)污染物同植物脂肪的作用有別于動(dòng)物脂肪。可見(jiàn)，使用動(dòng)物脂肪做成的被動(dòng)采樣器并不適合于模擬疏水性污染物的植物吸收。另外，應(yīng)用于水體中有機(jī)污染物的采樣裝置，并不適合在土壤中污染物的采樣。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的之一在于提出一種以植物脂質(zhì)為基礎(chǔ)的仿生被動(dòng)采樣膜、采樣裝置及應(yīng)用，以期至少部分地解決上述技術(shù)問(wèn)題中的至少之一。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，作為本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種以植物脂質(zhì)為基礎(chǔ)的仿生被動(dòng)采樣膜，包括：

將植物脂質(zhì)以及成膜劑溶解于溶劑中得到混合溶液；其中，植物脂質(zhì)包括棕櫚油酸、亞油酸和油酸；

向混合溶液中加入醋酸纖維溶液，得到所述仿生被動(dòng)采樣膜。

作為本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種如上所述的制備方法獲得的仿生被動(dòng)采樣膜。